平顯備份視頻凍結(jié)故障分析

王鵬 尚浩

摘 要：本文針對(duì)一起平顯備份視頻凍結(jié)故障，通過機(jī)理分析，確定了故障原因，并對(duì)由軟件設(shè)計(jì)引起的故障提出了改進(jìn)措施和建議，提高機(jī)載系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

關(guān)鍵詞：平顯;備份視頻;視頻凍結(jié);互斥訪問

中圖分類號(hào)：V527 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）21-0018-02

0 引言

平顯是飛機(jī)的主顯示器，能夠?yàn)轱w行員顯示載機(jī)飛行信息、導(dǎo)航信息、火控系統(tǒng)傳感器信息、目標(biāo)信息等信息。平顯備份視頻作為平顯畫面的備份，能夠?yàn)楹笈擄w行員提供平顯畫面一樣的信息。

1 故障現(xiàn)象

某型機(jī)在外場試飛過程中平顯備份視頻凍結(jié)，故障清單報(bào)“DPM-VDM通訊故障”，飛行后經(jīng)視頻回放、與飛行員溝通后確認(rèn)故障現(xiàn)象：

（1）平顯備份視頻字符畫面與背景視頻同時(shí)凍結(jié);

（2）平顯畫面和記錄視頻顯示正常;

（3）平顯報(bào)故：DPM與VDM通訊故障。

2 故障原因分析

2.1 工作原理概述

平顯備份視頻工作流程為：平顯電子組件內(nèi)部記錄視頻與光柵顯示處理軟件（簡稱RDS軟件）接收控制管理通信軟件（簡稱CMS軟件）發(fā)送的畫面定義文件，通過共享內(nèi)存將畫面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給備份顯示視頻處理軟件（簡稱VDS軟件），VDS軟件通過解析畫面數(shù)據(jù)繪制備份視頻的字符畫面，再根據(jù)指令判斷輸出字符畫面或字符疊加外景視頻畫面。如圖1所示。

2.2 故障定位

根據(jù)故障現(xiàn)象及備份視頻工作流程，建立故障樹如圖2所示。

2.2.1 VDM模塊故障

若VDM模塊硬件故障，導(dǎo)致VDS軟件無法正常工作，備份顯示視頻可能存在凍結(jié)。

因VDM模塊上存在VDS軟件和RDS軟件，若VDM模塊故障，RDS軟件也無法正常工作。通過現(xiàn)場回放記錄視頻可知，記錄視頻工作正常。因此排除VDM模塊故障。

2.2.2 M9子卡故障

M9子卡狀態(tài)異常會(huì)導(dǎo)致備份視頻凍結(jié)。VDM模塊存在兩個(gè)M9子卡，其中第二塊M9子卡負(fù)責(zé)備份視頻生成工作。通過軟件中增加M9子卡狀態(tài)記錄功能，在故障復(fù)現(xiàn)時(shí)查看記錄狀態(tài)確認(rèn)M9子卡工作正常。因此排除M9子卡故障。

2.2.3 備份視頻電纜故障

若備份視頻電纜故障導(dǎo)致視頻無法傳輸?shù)饺蝿?wù)機(jī)，則下顯顯示的平顯備份視頻應(yīng)為黑屏，實(shí)際故障現(xiàn)象為視頻畫面凍結(jié)。因此排除備份視頻電纜故障。

2.2.4 畫面定義文件異常

若RDS軟件通過UDP接口接收到的畫面定義文件異常，導(dǎo)致VDS軟件無法正常繪制畫面，備份視頻凍結(jié)。

畫面定義文件由CMS軟件生成后同時(shí)發(fā)送給RDS軟件和筆劃字符顯示軟件（簡稱SDS軟件），若畫面定義文件在CMS軟件生成時(shí)即出現(xiàn)異常，則平顯畫面也應(yīng)出現(xiàn)異常。經(jīng)檢查故障發(fā)生時(shí)平顯畫面顯示正常，說明畫面定義文件正常。因此排除畫面定義文件異常。

2.2.5 RDS軟件處理異常

RDS軟件處理異常指RDS軟件中高優(yōu)先級(jí)任務(wù)陷入死循環(huán)，VDS軟件無法正常執(zhí)行，導(dǎo)致備份視頻凍結(jié)。

經(jīng)相關(guān)廠所人員檢查分析，兩個(gè)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)均未陷入死循環(huán)。因此排除RDS軟件處理異常。

2.2.6 VDS軟件處理異常

VDS軟件處理異常指VDS軟件運(yùn)行異常，無法正常生成備份視頻畫面，導(dǎo)致備份視頻凍結(jié)。

經(jīng)相關(guān)廠所人員檢查分析，當(dāng)視頻采集中斷異常，無法觸發(fā)中斷時(shí)，VDS繪圖函數(shù)無法得到執(zhí)行，會(huì)導(dǎo)致VDS軟件運(yùn)行異常，備份視頻凍結(jié)。通過在軟件代碼中增加數(shù)據(jù)記錄功能，并讀取視頻凍結(jié)時(shí)記錄的數(shù)據(jù)，通過分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，不存在視頻采集中斷出現(xiàn)異常情況。因此，排除VDS軟件處理異常。

2.2.7 RDS-VDS接口數(shù)據(jù)異常

RDS軟件通過UDP接收到的畫面定義文件經(jīng)處理后通過共享內(nèi)存?zhèn)鬟f給VDS軟件，VDS軟件根據(jù)畫面數(shù)據(jù)進(jìn)行備份視頻畫面繪制工作。RDS軟件和VDS軟件都在VDM模塊運(yùn)行，RDS通過UDP接收畫面定義文件，經(jīng)過處理后將畫面數(shù)據(jù)寫入共享內(nèi)存中，VDS通過共享內(nèi)存獲取畫面數(shù)據(jù)，并解析畫面數(shù)據(jù)繪制備份視頻畫面。

經(jīng)過相關(guān)廠家的實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，畫面數(shù)據(jù)被異常覆蓋的位置存在不確定性，在視頻凍結(jié)時(shí)，VDS解析的畫面數(shù)據(jù)中虛線長度數(shù)據(jù)被覆蓋為異常數(shù)據(jù)，導(dǎo)致繪制虛線函數(shù)長時(shí)間無法結(jié)束，VDS無法繼續(xù)執(zhí)行后續(xù)操作，視頻無法正常生成，視頻畫面凍結(jié)，且由于當(dāng)前任務(wù)長時(shí)間占用CPU資源，自檢測任務(wù)無法得到執(zhí)行，自檢測結(jié)果無法上報(bào)CMS軟件，CMS軟件認(rèn)為UDP通信故障，上報(bào)UDP通信故障。

因VDS任務(wù)優(yōu)先級(jí)低，RDS中UDP數(shù)據(jù)接收任務(wù)優(yōu)先級(jí)高，二者對(duì)共享內(nèi)存數(shù)據(jù)未實(shí)現(xiàn)互斥訪問，當(dāng)VDS在讀取畫面數(shù)據(jù)時(shí)，UDP數(shù)據(jù)接收任務(wù)會(huì)搶占CPU資源更新畫面數(shù)據(jù)，因此會(huì)導(dǎo)致畫面數(shù)據(jù)被異常覆蓋，接口數(shù)據(jù)異常，VDS軟件數(shù)據(jù)解析錯(cuò)誤，導(dǎo)致VDS軟件處理異常，引發(fā)備份視頻凍結(jié)問題。

3 故障結(jié)論

通過上述故障分析可知，備份視頻凍結(jié)問題是因?yàn)镽DS-VDS接口數(shù)據(jù)未互斥訪問，導(dǎo)致畫面數(shù)據(jù)異常，VDS軟件在使用異常數(shù)據(jù)解析繪制畫面時(shí)，繪制虛線指令因虛線長度數(shù)據(jù)異常陷入死循環(huán)，致使備份視頻凍結(jié)。同時(shí)也導(dǎo)致同優(yōu)先級(jí)的周期故障檢測結(jié)果上報(bào)任務(wù)無法執(zhí)行，引起CMS軟件上報(bào)DPM模塊與VDM模塊通訊故障。

4 結(jié)語

針對(duì)某型機(jī)平顯備份顯示視頻凍結(jié)故障，進(jìn)行一定的分析研究，發(fā)現(xiàn)軟件的邏輯設(shè)計(jì)在機(jī)載系統(tǒng)中的重要性并建議相關(guān)廠所進(jìn)行修改與驗(yàn)證。

對(duì)飛機(jī)平顯系統(tǒng)的了解，掌握其故障的分析定位方法能有效地縮短維護(hù)周期，同時(shí)外場維修人員將系統(tǒng)存在的問題及時(shí)反饋，建議相關(guān)廠所作相應(yīng)的改進(jìn)措施，提升飛機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 宋利輝.平視顯示器常見故障分析與維修[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（06）：141-142.

[2] 馬運(yùn)信.光柵平視顯示器[J].火控技術(shù)，1982（01）：36.

[3] 楊新軍，向艷，朱標(biāo)，沈建.機(jī)載平視顯示器數(shù)字像源背光組件設(shè)計(jì)[J].光學(xué)技術(shù)，2018（06）：727-732.

[4] 寧新建.航空平顯火控系統(tǒng)誤差分析[J].新技術(shù)新工藝，2011（02）：36-39.

[5] 寧新建.平顯火控系統(tǒng)誤差分析[J].航空兵器，2004（05）：20-22.